КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Российские космические технологии всё эффективнее применяются для мониторинга состояния окружающей среды.
На сегодняшний день Центр «СКАНЭКС» является лидирующей компанией на российском рынке, предоставляющей полный комплекс услуг в области спутниковой съёмки. Центр реализует всю цепочку работы – от производства станций приёма спутниковой информации, получения материалов космосъёмки до тематической обработки изображений Земли из космоса. Сегодня Центр «СКАНЭКС» является единственной в России компанией, подписавшей лицензионные соглашения с ведущими мировыми операторами программ ДЗЗ на прямой приём данных с ИСЗ серий IRS, SPOT, EROS, RADARSAT, ENVISAT и др. на наземные станции Уни-Скан™ собственного производства. Благодаря этому впервые появилась возможность регулярного обзора территории России и стран СНГ в реальном времени с пространственным разрешением от сотен до единиц метров и лучше. С момента основания в 1989 году, вобрав всё лучшее, что могла дать российская образовательная и научная школа, специалисты центра предлагают самые передовые и экономичные решения в сфере оперативного спутникового мониторинга. Центром созданы, поддерживаются и развиваются ведомственные сети станций приёма спутниковой информации Росгидромета, МЧС, МПР России, а также региональные центры космического мониторинга на базе образовательных и научных учреждений. На технологиях ИТЦ «СКАНЭКС» основаны центры ДЗЗ во Вьетнаме, Иране, Испании, Казахстане, Нигерии, ОАЭ, США. Имея подписанные лицензионные соглашения с операторами программ ДЗЗ, Центр «СКАНЭКС» обладает правами на предоставление сублицензий на приём данных владельцам наземных станций УниСкан™ в России и странах СНГ, а также на поставку станций за рубеж. Думая о будущем, компания постоянно создаёт и внедряет новые технические и информационно-технологические решения – от универсальной малоапертурной наземной станции, программно адаптируемой к приёму новых программ съёмки Земли из космоса, до новейших методов искусственного интеллекта для дешифрирования космических снимков.
О современных спутниковых технологиях мониторинга и контроля морских акваторий, а также о практике применения спутниковой съёмки для наблюдения за морями в России корреспонденту журнала ТОЧКА ОПОРЫ рассказала ведущий специалист отдела оперативного радиолокационного мониторинга ИТЦ «СКАНЭКС» Наталия ФИЛИМОНОВА.
– Наталия, Центр «СКАНЭКС» в последние годы активно внедряет в российскую практику использование сервисов оперативного мониторинга. В частности, ведётся спутниковый мониторинг морских акваторий. Расскажите о проблемах, существующих на морских акваториях сегодня?
– В настоящее время на шельфах морей России активно идёт разработка месторождений углеводородов. Шельфовая добыча и морская транспортировка нефти всегда влекла за собой риски аварийных разливов. Аварии при нефтедобыче и транспортировке, подобные катастрофе в Керченском проливе в 2007 году – нечастые явления, которые тем не менее приводят к загрязнениям обширных акваторий и береговых зон. По официальной статистике, основной вклад в загрязнение морских акваторий вносят судовые перевозки, сброс балластных и льяльных вод, а также утечки при погрузочно-разгрузочных работах. В 1974 году государства балтийского региона подписали Хельсинскую конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. В 1992 году в связи с политическими изменениями в Европе, 9 стран, включая Россию, обновили этот международный документ. Руководящим органом является Хельсинская комиссия (ХЕЛКОМ), в рамках деятельности которой оперативный мониторинг загрязнения Балтийского моря осуществляется на основе совместного использования спутников с РСА и самолётов. За последние годы, по данным систематически проводимых авиационно-спутниковых наблюдений, число ежегодно наблюдаемых незаконных сбросов нефти постепенно сокращается. Однако российский сектор Балтики не входит в официальную статистику, оставаясь «белым пятном» на карте, в связи с тем, что Россия не проводит авиационные и спутниковые наблюдения морской среды Балтики.
– Какие технологии предлагает ИТЦ «СКАНЭКС» для мониторинга морских акваторий, и в чём заключаются их преимущества?
– В начале 2000-х годов наш Центр разработал технологию оперативного радиолокационного мониторинга судовой обстановки и нефтеразливов. Подчеркну, что это отечественная разработка! Она базируется на принципах прямого приёма спутниковых данных на сеть собственных универсальных малогабаритных станций «УниСкан» и оперативной обработке данных со спутников ENVISAT-1 и RADARSAT-1. До сих пор в России были распространены технологии анализа изображений, принятых и обработанных зарубежными операторами. Преимуществами технологии ИТЦ «СКАНЭКС» являются высокая оперативность, достигаемая наличием собственных приёмных станций с процессорами для синтеза геопродуктов, и невысокая стоимость, обеспечиваемая контрактами на оптовую лицензированную закупку данных в виде сырого телеметрического потока, в противовес закупкам более дорогих обработанных за рубежом гео-продуктов. Технологии специальной обработки, интерактивной интерпретации и анализа изображений созданы на основе методов и подходов Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. При обработке используются собственные программы для работы с данными ДЗЗ, к примеру, Scan-Ex Image Processor. Результаты спутникового мониторинга в виде карт распределения нефтяных загрязнений и геоинформационных комплексных продуктов, отображающих навигационносудовую обстановку, доводятся до потребителя через 0,5-2 часа после съёмки (в зависимости от региона России и типа конечного продукта).
– В настоящее время вы проводите оперативный спутниковый мониторинг акватории Северного Каспия в интересах компании «Лукойл». Расскажите о возможностях мониторинга морских акваторий на примере Северного Каспия.
– Мониторинг Северного Каспия в интересах «Лукойла» мы проводили ещё в 2009 году. Проект проводился с целью обнаружения загрязнений морской поверхности нефтепродуктами и определения возможных источников загрязнений в период установки морской ледостойкой стационарной платформы на месторождении имени Юрия Корчагина. В июне 2010 года, после того как компания «Лукойл» начала эксплуатационное бурение на месторождении (рис. 1), данный проект был продолжен в рамках мониторинга нефтяных загрязнений в районе лицензионного участка «Северный». Одним из оснований проведения такого мониторинга послужили возросшие объёмы разведки, добычи и транспортировки нефти в северной части Каспийского моря, а также реализация положений Рамочной конвенции по защите морской среды Каспийского моря 2003 года. Вследствие этого, ИТЦ «СКАНЭКС», кроме задач оперативного выявления возможных нефтяных загрязнений в пределах лицензионных участков и определения вероятных виновников, отслеживает общую экологическую обстановку северной части Каспийского моря.
Основными источниками данных для мониторинга морской акватории являются данные радиолокационного зондирования, которые всепогодны и независимы от времени суток, имеют достаточно высокое пространственное разрешение, что позволяет эффективно решать задачи по оперативному обнаружению возможных разливов нефти и оценки судовой обстановки (рис. 2).
Возможность приёма данных на собственную станцию позволяет оперативно получать радиолокационные данные 1 раз в 2-е суток. Сигнал радара отражается от поверхности Земли и расположенных на ней объектов, неся о них информацию. Вследствие его высокой чувствительности к шероховатости морской поверхности, плёночные загрязнения отображаются тёмным тоном на снимках, а суда соответствуют ярким объектам на более тёмном и однородном фоне водной поверхности, и, как следствие, легко детектируются на радарных снимках.
Кроме радиолокационной съёмки акватории проводится оперативная оптическая съёмка Северного Каспия с использованием данных спутников Landsat-5, SPOT 4, Aqua, Terra. По ним оценивается экологическая об-становка, генерируются карты концентрации хлорофилла-А, температуры поверхности моря, концентрации взвеси. На оптических снимках высокого и среднего разрешения спутников Landsat-5 (разрешением 30м) и SPOT 4 (разрешением 20м) в определённых спектральных диапазонах детектируются плёночные загрязнения на морской поверхности, а сопоставление пар оптических и радиолокационных снимков позволяет установить биогенную или антропогенную природу происхождения обнаруженного плёночного образования. Вся информация в квазиреальном масштабе времени поставляется специалистам компании «ЛУКОЙЛ-Нижневолжск-нефть» с помощью закрытого веб-сервиса (геопортала) «Лукойл-Космоснимки», в основе которого лежит отечественная веб-технология GeoMixer. В нём, помимо оперативных спутниковых данных и результатов их тематической обработки, отображается необходимая информация о моделировании. Для расчёта переноса устойчивых нефтяных загрязнений в ходе мониторинга используется разработанная в ГУ «ААНИИ» модель переноса и трансформации нефтяных загрязнений в ледовитых морях OilMARS (Oil Spill Model for the Arctic Seas). Кроме того, в геопортале «Лукойл-Космоснимки» подгружаются данные автоматической идентификации судов АИС, поступающие в тестовом режиме от компании «Транзас», а также информация о скорости и направлении ветра на момент съёмки. Данные АИС позволяют определять суда, причастные к нефтяным загрязнениям, что повышает возможности анализа судовой и экологической обстановки. Некоторые суда не были идентифицированы по данным АИС, но были зафиксированы на радиолокационных снимках. Одно из них находилось в районе острова Малый Жемчужный и предположительно являлось рыболовецким судном.
– То есть благодаря такому подходу предоставления актуальной информации, заказчик может принимать оперативные решения для анализа обстановки?
– Конечно. Кроме того, можно планировать операции в случае загрязнения морской поверхности в зоне контроля, отслеживать общее состояние района интереса. Отмечу, что использование в проекте оптических и радиолокационных данных позволяет проводить комплексный анализ полученных результатов.
– Мониторинг Северного Каспия в интересах «Лукойла» продлится до конца 2010 года. Какие промежуточные итоги мониторинга можно подвести?
– В ходе мониторинга в зоне контроля в районе объектов компании «ЛУКОЙЛ-Нижневолжск-нефть» нефтяных загрязнений не обнаружено. В пределах лицензионного участка были зафиксированы плёночные загрязнения на значительном удалении от объектов ТЭК, которые были приурочены к судоходным трассам и были оставлены судами, пересекающими лицензионные участки, что дополнительно было подтверждено результатами моделирования. Отмечено проведение дноуглубительных работ в Каспийском канале по дополнительному выносу вод с высоким содержанием взвеси.
В целом экологическая обстановка российского сектора Северного Каспия может быть оценена как стабильная без существенных отклонений от среднемноголетних значений. Хотя отмечено, что показатели концентрации хлорофилла-А в августе, сентябре 2010 года выше, чем в предыдущем 2009 году. А также в этот период наблюдалось интенсивное цветение сине-зелёных водорослей. По данным спутниковой радиолокационной съёмки наличие биогенных плёнок ПАВ и разливов нефтепродуктов характерно для дельтовой части Волги и участков вдоль судоходных трасс, соответственно. Решающего воздействия на состояние экосистемы они не оказали.
Спецкор Светлана ЯКИМЧУК
ИТЦ «СКАНЭКС»
119021, г. Москва,
ул. Россолимо, 5/22, стр. 1
тел./факс: 8 (499) 246 2593,
8 (495) 739 7385
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
- Теги: спутниковый мониторинг